化學家創造出具有非凡充電能力的電池技術

Chemists create battery technology with off-the-charts charging capacity
http://phys.org/news/2016-04-chemists-battery-technology-off-the-charts-capacity.html

April 20, 2016

加州大學 Irvine 分校（UCI）的研究者發明出一種基於奈米導線的（nanowire-based）電池材料，那能反覆充電成千上萬次，使我們離「永遠不必更換的電池」更近一步。這項突破將使得電腦、智慧型手機、家電、車輛與太空船所使用的商業電池具有大幅延長的壽命。

科學家長久以來即在思考在電池內使用奈米線。它們比人類頭髮還要細數千倍，具高導電性以及龐大的表面積供電子的儲存與傳輸。然而，這些細微的東西相當脆弱，在反覆的放電與重新充電，或稱為充電循環（cycling），下無法良好維持。在典型的鋰離子電池中，它們會膨脹、易碎，那導致破裂。

UCI 研究者將金奈米線包覆在一層二氧化錳外殼中，並將之埋入一種以類似塑膠玻璃（Plexiglas）的膠狀物（PMMA）所製成的電解質內。這樣的組合很可靠且不易故障。

研究領導者，UCI 博士候選人 Mya Le Thai（音譯：蔡美麗）在超過三個月的時間內針對測試電極進行多達 20 萬次充電循環，而沒有發電容量有任何的減損或導致任何奈米線碎裂。

這些發現今日發表在 American Chemical Society 的 Energy Letters 期刊上。

資深作者 Reginald Penner 表示，在這個例子中，付出的是辛苦的研究加上偶然的運氣。

"May 到處參與，而且她將所有的東西都塗布一層很薄的凝膠，然後開始進行充電循環，" Penner 表示，UCI 化學系系主任。"她只利用這種凝膠就發現，能夠重複循環成千上萬次而不會損失任何電容量。"

"那真的很瘋狂，" 他補充，"因為這些東西通常在 5千、6千或 7千次的充電循環後，很戲劇性地完蛋。"

研究者們認為，金屬氧化物在電池中獲得良好的塑化，並賦予它彈性，防止碎裂。

"這種塗布電極能更完好的維持其形狀，使得它成為一種更加可靠的選擇，" Thai 表示。"這項研究證明，基於奈米導線的電池電極能有更長的壽命，而且我們能使這種電池成真。"

※ 詳見原站。相關報導：

＊ 100k Cycles and Beyond: Extraordinary Cycle Stability for MnO2 Nanowires Imparted by a Gel Electrolyte
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsenergylett.6b00029

Mya Le Thai, Girija Thesma Chandran, Rajen K. Dutta,
Xiaowei Li, and Reginald M. Penner
ACS Energy Lett., 2016, 1, pp 57–63
doi: 10.1021/acsenergylett.6b00029

＊ 固態電解質為固態電池開路

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